Э. Таненбаум, Д. Уэзеролл - Компьютерные сети (1114668), страница 97
Текст из файла (страница 97)
Они идутодин за другим с подтверждением (и возможно повторной передачей) между ними,пока или весь кадр не будет передан успешно, или время передачи не достигнет позволенного максимума. Механизм NAV удерживает станции от передачи только доприхода первого подтверждения о доставке. Но есть и другой механизм (он описанниже), позволяющий получателю принять всю пачку фрагментов, без кадров от другихстанций между ними.Вторая потребность, которую мы обсудим, — экономия энергии.
Время работы отаккумулятора для мобильных беспроводных устройств всегда представляет проблему.Стандарт 802.11 обращает внимание на проблему управления электропитанием так,чтобы клиенты не тратили энергию впустую, когда у них нет посылаемой или получаемой информации.Основной механизм для экономии энергии основывается на кадрах «маяках»(beacon frames). Это периодические широковещательные сообщения точки доступа(например, каждые 100 мс).
Кадры сообщают клиентам о присутствии точки доступаи несут системные параметры, такие как идентификатор, время, интервал до следующего маяка и настройки безопасности.Клиенты могут установить бит управления электропитанием в кадрах, которые онипосылают в точку доступа, чтобы сообщить ей, что они входят в энергосберегающийрежим (power-save mode). В этом режиме клиент может дремать, и точка доступабудет буферизовать предназначенный для него трафик. Чтобы проверить наличиевходящего трафика, клиент просыпается для каждого маяка и проверяет карту трафика, которую ему посылают как часть маяка.
Эта карта говорит клиенту о наличиебуферизованного трафика. Если он есть, клиент посылает сообщение опроса в точкудоступа, и она посылает буферизованный трафик. Затем клиент может вернутьсяв спящий режим до следующего маяка.В 2005 году к 802.11был добавлен другой энергосберегающий механизм, названный APSD (Automatic Power Save Delivery — автоматический переход в режимсохранения энергии).
С этим новым механизмом точка доступа буферизирует кадры и посылает их клиенту сразу после того, как клиент посылает кадры в точкудоступа. Клиент может заснуть, пока у него нет большего количества трафика дляотправки (и получения). Этот механизм хорошо работает на таких приложениях, как4.4. Беспроводные локальные сети 335IP‑телефония, у которых часто есть трафик в обоих направлениях. Например, беспроводной IP-телефон мог бы использовать этот механизм, чтобы посылать и получатькадры каждые 20 мс, что намного чаще, чем интервал маяка (100 мс), и находитсяв спящем режиме в промежутках.Третья и последняя потребность, которую мы исследуем, — это качество обслуживания. Когда трафик IP-телефонии в предыдущем примере конкурирует с трафикомсоединения равноправных узлов ЛВС, пострадает трафик IP-телефонии.
Он будетотложен в соревновании с трафиком соединения равноправных узлов ЛВС высокойпропускной способности, даже при том, что пропускная способность IP-телефониинизка. Эти задержки, вероятно, ухудшат голосовые вызовы. Чтобы предотвратить этоухудшение, мы хотели бы позволить трафику IP-телефонии идти перед трафиком соединения равноправных узлов ЛВС, как имеющего более высокий приоритет.В IEEE 802.11 есть умный механизм, обеспечивающий этот вид качества обслуживания, который был введен в 2005 году как набор расширений под именем 802.11e.Он работает, расширяя CSMA/CA с тщательно определенными интервалами междукадрами.
После того как кадр послан, прежде чем любая станция может послать кадр,требуется определенное количество времени простоя, чтобы проверить, что каналбольше не занят. Эта уловка должна определить различные временные интервалыдля различных видов кадров.На рис. 4.25 изображено пять интервалов. Интервал между регулярными кадрами данных называется DIFS (DCF InterFrame Spacing — межкадровый интервал DCF). Любая станция может попытаться захватить канал, чтобы послатьновый кадр после того, как среда была неактивна для DIFS. Применяются при этомобычные правила борьбы, включая двоичную экспоненциальную выдержку в случаеколлизии.Самый короткий интервал — это SIFS (Short InterFrame Interval — короткий межкадровый интервал).
Он используется для того, чтобы одна из сторон в диалоге моглаполучить шанс начать первой. Примеры включают разрешение получателю послатьACK, другие последовательности кадров управления, такие как RTS и CTS, или разрешение отправителю передать пакет фрагментов. Отправка следующего фрагментапосле ожидания только SIFS препятствует тому, чтобы другая станция вмешаласьс кадром в середине обмена.Рис. 4.25. Межкадровые интервалы в стандарте 802.11336 Глава 4. Подуровень управления доступом к средеДва интервала AIFS (Arbitration InterFrame Space — межкадровый арбитражный интервал) показывают примеры двух различных уровней приоритета. Короткийинтервал, AIFS1, короче чем DIFS, но длиннее, чем SIFS.
Он может использоватьсяточкой доступа, чтобы переместить голос или другой приоритетный трафик в началоочереди. Точка доступа будет ждать более короткого интервала, прежде чем пошлетголосовой трафик, и, таким образом, пошлет его раньше регулярного трафика. Длинный интервал, AIFS4, больше чем DIFS. Он используется для фонового трафика,который может быть задержан до окончания регулярного трафика. Прежде чем послать этот трафик, точка доступа будет ждать в течение более длинного интервала,давая возможность сначала передать регулярный трафик.
Полный механизм качестваобслуживания определяет четыре различных приоритетных уровня, у которых естьразличные параметры выдержки, а также различные параметры времени ожидания.Последний временной интервал называется EIFS (Extended InterFrame Spacing —расширенный межкадровый интервал).
Он используется только той станцией, которая только что получила испорченный или неопознанный кадр и хочет сообщитьо проблеме. Идея в том, что приемник может сразу не сообразить, что происходит, иему нужно выждать в течение какого-то интервала, чтобы не прервать своим возмущенным возгласом идущий в это время диалог между станциями.Дальнейшая часть расширений, обеспечивающих качество обслуживания, — понятие возможности передачи (transmission opportunity) или TXOP. Первоначальныймеханизм CSMA/CA позволял станциям посылать один кадр за один раз.
Эта схемабыла прекрасна, пока диапазон скоростей не увеличился. В 802.11a/g одна станциямогла бы посылать кадры со скоростью 6 Мбит/с, а другая — 54 Мбит/с. Каждой изних надо послать один кадр, но первой станции нужно для отправки ее кадра в 9 разбольше времени (не считая фиксированных накладных расходов), чем второй. У этогонеравенства есть неприятный побочный эффект замедления быстрого отправителя,который конкурирует с медленным отправителем, примерно до скорости медленногоотправителя.
Например, снова игнорируя фиксированные накладные расходы, работаяпо отдельности отправители реализовывали бы свои собственные скорости 6 Мбит/си 54 Мбит/с, а работая вместе они оба получат в среднем скорость 5,4 Мбит/с. Чтобольшая неприятность для быстрого отправителя.
Эта проблема известна как аномалия скорости (rate anomaly) (Heusse и др., 2003).При использовании TXOP каждая станция получает одинаковое количество эфирного времени, а не одинаковое количество кадров. Станции, которые посылают наболее высокой скорости, получат в течение своего эфирного времени более высокуюпропускную способность. В нашем примере отправители, совместно работающие соскоростями 6 и 54 Мбит/с, теперь достигнут скоростей 3 и 27 Мбит/с, соответственно.4.4.4. Стандарт 802.11: структура кадраСтандарт 802.11 определяет три класса кадров, передаваемых по радиоканалу: информационные, служебные и управляющие.
Все они имеют заголовки с множеством полей,используемых подуровнем MAC. Кроме того, есть поля, используемые физическимуровнем, но они в основном относятся к методам модуляции, поэтому здесь мы ихрассматривать не будем.4.4. Беспроводные локальные сети 337В качестве примера мы рассмотрим формат информационного кадра. Он показанна рис. 4.26.
Вначале идет поле Управление кадром (Frame Control). Оно содержит11 вложенных полей. Первое из них — Версия протокола, установлено в 00 (2 бита).Именно оно позволит будущим версиям 802.11 работать одновременно в одной ячейке сети. Затем следуют поля Тип (информационный, служебный или управляющий)и Подтип (например, RTS или CTS). Для обычного кадра данных (без указаниякачества обслуживания) они установлены как бинарные 10 и 0000. Биты К DS и ОтDS говорят о направлении движения кадра: в сеть или из сети, соединенной с точкойдоступа, которая называется распределительной системой (distribution system).
БитДополнительные фрагменты говорит о том, что далее следует еще один фрагмент. БитПовтор маркирует повторно посылаемый кадр. Бит Управление питанием используется станцией-отправителем для указания на свое переключение в режим пониженногоэнергопотребления или на выход из этого режима. Бит Продолжение говорит о том,что у отправителя имеются еще кадры для пересылки. Бит Шифрование являетсяиндикатором использования шифрования в теле кадра. Наконец, установленный битПорядок говорит приемнику о том, что кадры с этим битом должны обрабатыватьсястрого по порядку.Рис. 4.26. Информационный кадр стандарта 802.11Второе основное поле информационного кадра — это поле Длительность.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
